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角行程与直行程执行机构的选用

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在生产过程中,我们经常会遇到一个问题:是选用直行程执行机构呢,还是选用角行程执行机构?要搞清楚这个问题,我们先要搞明白几个问题。下面就一一说明:

一、

 

 

角行程、直行程的结构

角行程执行器目前都采用电机带动齿轮减速传动机构,齿轮又带动输出轴转动的方式进行工作。

电机转动会产生惯性,这个惯性产生的力矩一般较小。齿轮传动机构转动的时候也会产生惯性,这个惯性较大。齿轮的转动惯性与齿轮的转速、质量成正比。如果其中一个齿轮设计得较大,惯性就会增加。国产的DKJ执行机构,其中一个齿轮都很大,产生惯性最大成分,是由这个大齿轮转动产生的。

惯性带动输出轴产生超过控制指令的动作量,这个性质叫做执行器的堕走。堕走对控制是有害的。

 

直行程执行机构一般采用齿轮减速传动和蜗轮蜗杆机构相结合的传动方式。齿轮减速机构是为了传动、减速、放大力矩。蜗轮蜗杆机构主要是为了把角位移转换成直线位移,同时由于蜗轮蜗杆机构本身的特性,又具备了自行制动的功能。

众所周知当蜗轮转动的时候,蜗轮带动蜗杆进行直线位移,当蜗论停止转动的时候,即使蜗杆有一个强制位移的力量,这个力量也不能推动蜗轮转动。所以,蜗轮机构具有自行制动的功能。

但是这个功能是有限度的。

齿轮减速机构自身的转动惯性会传递给蜗轮,涡轮传递给蜗杆。所以直行程执行机构中,齿轮减速机构的惯性问题会引起执行机构的堕走。

蜗轮蜗杆机构本身也具有减速作用,所以有的设计厂家齿轮减速机构设计的比较小,因而堕走也就比较小,甚至可以忽略。如果不能忽略,就要考虑设计制动功能。

 

二、

怎样克服执行机构的堕走

除了直行程的蜗轮蜗杆机构自身有克服堕走的功能外,我们还要专门设计克服堕走的功能。在设计方面,直行程与角行程克服堕走的方法基本上是一样的。总结起来有三种:

1、

机械制动

国产老式执行机构在电机上设计安装一个刹车片,不管执行器是否动作,刹车片始终摩擦电机,依靠增加摩擦力产生制动。

该方法增大了电机的阻力,刹车片易因高温老化,属于较落后的制动方式。该方式在国内基本淘汰。

2、

电气制动

在电机停转的瞬间,给电机一个反方向的控制脉冲,达到让电机制动的目的。该技术思路多取自欧美。

3、

机械与电气综合制动

继续采用刹车片的方式,只是在电机转动的时候,发出指令控制刹车片抬起,停止的时候落下。该技术多取自欧美日。

4、

变频器自身的制动功能

该方法只有变频电机中采用。变频器输出的频率是固定的,电机转速可以控制在很小的范围内。

 

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